[發明專利]一種石墨烯氣凝膠正極材料的制備方法及其在鋁離子電池中的應用

在審

• 申請號: 201611122993.5
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106602062A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 高超;陳皓
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M10/054;H01M10/058;C01B32/184
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種石墨烯氣凝膠正極材料的制備方法，其特征在于，它的步驟如下：

(1)將氧化石墨烯加入溶劑中，得到質量百分含量在0.01％-2％的氧化石墨烯溶液；

(2)將氧化石墨烯溶液進行冷凍干燥或者水熱處理等，得到氧化石墨烯氣凝膠；

(3)使用水合肼或者高溫熱處理將氧化石墨烯氣凝膠進行還原,得到超高導電石墨烯氣凝膠；

(4)將石墨烯氣凝膠進行壓實，或涂膜于集流體上，并進行烘干，即得到超高導電石墨烯氣凝膠正極材料。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)的溶劑選自去離子水、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲亞砜、N,N-二甲基乙酰胺、乙醇、正丁醇、乙腈，或者它們按照任意筆組成的混合物。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)的冷凍干燥溫度為-40至0℃，冷凍干燥真空壓力為0.1-1kPa,水熱處理的溫度為80-200℃。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)的還原劑為水合肼蒸汽、體積百分含量5％-50％的碘化氫水溶液，或體積百分含量5％-50％抗壞血酸鈉溶液；高溫熱處理為1000-3000℃氮氣或氬氣氛圍下，時間為10-1000分鐘。

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)所述的集流體包括鋁箔、銅箔、鎳箔、碳覆鋁箔、碳紙、碳布或者他們的混合物。

6.一種權利要求1所述方法制備的石墨烯氣凝膠正極材料在鋁離子電池中的應用。

7.一種鋁離子電池，其特征在于，以權利要求1所述方法制備的超高導電石墨烯氣凝膠為正極。

8.如權利要求7所述的鋁離子電池，其特征在于，電池包裝選自扣式電池殼，軟包電池殼或不銹鋼電池殼；電池負極為鋁金屬或鋁合金；隔膜選自玻碳纖維、聚丙烯隔膜或聚乙烯隔膜。